Инициирование коронного разряда с модельных гидрометеоров во внешнем электрическом поле

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Выполнено численное исследование инициирования положительного коронного разряда вблизи модельного гидрометеора в воздухе. В качестве моделей рассмотрены гидрометеоры в форме эллипсоида вращения и цилиндра с двумя полусферами на концах. Получены пороговые характеристики (напряженность внешнего электрического поля, заряд частицы) для гидрометеров различного размера и формы при атмосферном давлении 0.4–1 атм. Анализ результатов многочисленных вариантов расчетов показал, что пороговое значение напряженности поля на вершине гидрометеора определяется радиусом кривизны поверхности в этой точке и давлением воздуха. Получена универсальная зависимость приведенной пороговой напряженности поля от произведения радиуса кривизны поверхности на давление воздуха. Результаты моделирования говорят о возможности инициирования коронного разряда в грозовом облаке с вершины гидрометеора длиной менее сантиметра при подпороговой величине приведенной напряженности поля 10–15 кВ∕(см·атм).

Об авторах

И. М. Куцык

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Автор, ответственный за переписку.
Email: kimsar@list.ru
Россия, Саров, Нижегородской обл.

Е. И. Бочков

Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики

Email: e_i_bochkov@mail.ru
Россия, Саров, Нижегородской обл.

Список литературы

  1. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. Наука. М.: Физматлит, 1992.
  2. Мучник В.М. Физика грозы. Л.:Гидрометиздат, 1974.
  3. Синькевич А.Ф., Довгалюк Ю.А. //Изв. вузов.Радиофизика. 2013. Т. 56. № 11–12. С. 908.
  4. Иудин Д.И. // Изв. вузов. Радиофизика. 2021. Т. 64. № 11. С. 867
  5. Rison W., Krehbiel P. R., Stock M. G., Edens H.E., Shao X., Stanley M., Zhang Y. // Nat. Commun. 2016. V. 7. Art. No. 10721. doi: 10.1038/ncomms10721.
  6. Куцык И.М., Бочков Е.И.//Изв. вузов. Радиофизика. 2023. Т. 66. № 4. С. 239.
  7. Sadighi S, Liu N. Dwayer J., Rassoul H.//Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2015. V. 120. P. 3660. doi: 10.1002/2014JD022724.
  8. Naidis G.V. // J. Phys. D.: Appl. Phys. 2005. V. 38. P. 2211. doi: 10.1088/0022-3727/38/13/020.
  9. Liu N., Dwyer J., Rassoul H. // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2012. V.8 0. P. 179. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2012.01.012.
  10. Peeters S. A., Mirpour S., Köhn C., Nijdam S //Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2022. V. 127. https://doi. org/10.1029/2021JD035505 2022.
  11. Marshall T. C., Winn W. P. //Journal of Geophysical Research: Oceans. 1982. V. 87(C9). P. 7141. https://doi.org/10.1029/jc087ic09p07141.
  12. Babich L.P., Bochkov E.I., Kutsyk I.M., Neubert T. //JETP Letters. 2016. V. 103. № 7. P. 449. doi: 10.1134/S0021364016070031
  13. Dubinova A., Rutjes C., Ebert U., Buitink S., Scholten O., Trinh G.// Physical Review Letters. 2015. V. 115. https://doi.org/10.1103/physrevlett.115.015002.
  14. Богатов Н.А. // Изв. вузов. Радиофизика. 2015. Т. 56. № 11–12. С. 920.
  15. Mirpour S., Nijdam S. //Plasma Sources Sci. Technol. 2022. V. 31. P. 105009. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ac95be.
  16. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Физматлит, 2003.
  17. Iudin D. I., Rakov V. A.,. Syssoev A.A., Bulatov A.A., Hayakawa M. //Climate and Atmospheric Science. 2019. V. 2. No. 1. https://doi.org/10.1038/s41612-019-0102-8.
  18. Popov N. A. //Plasma Physics Reports. 2010. V. 36. № 9. P. 812. doi: 10.1134/S1063780X10090084.
  19. Gallimberty I.//Journal De Physicque. 1979. V. 40. № 7. P. 7. doi: 10.1051/JPHYSCOL:19797440.
  20. Александров Н.Л., Пономарев А.А., Сысоев А.А., Иудин Д.И. // Физика плазмы. Т. 49. № 11. С. 1186. doi: 10.31857/S0367292123601054.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024